建筑幕墻防火設計與研究

張峰

【摘要】本文從相關規范對防火的要求入手，提出了建筑幕墻防火設計的具體做法和防火設計中應當注意的問題。

【關鍵詞】建筑幕墻防火；幕墻防火構造；防火封堵

【中圖分類號】TU227

【文獻標識碼】A

1、前言

隨著經濟和技術的進步，幕墻憑借其在外裝飾性，節能保溫，以及抗震上的優越，越來越多地應用于高層和超高層建筑上。火災是指在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。高層建筑防火有效措施是三位一體：報警系統、圍堵（Containment）和遏制（Suppression）措施。幕墻系統的防火設計就是采用被動防火理念，將具有防火等級的建筑物樓板與沒有防火等級的幕墻系統，中間用與建筑物樓板相同防火等級的水平防火帶結合在一起，形成一個完整的防火體系，共同抵御火勢、煙霧和有毒氣體的擴散。即采用圍堵手段來加強建筑物結構和人員的防火安全。近年來國內發生幾次特重大火災，造成了嚴重的人員和財產損失，都與設計或者選材不當有關。

2、建筑幕墻防火設計的基本原則

（1）明確設計責任。建筑設計單位結合工程的情況對建筑幕墻工程的防火設計等級提出具體設計要求，明確所承擔的設計責任。幕墻設計單位應具備相應的專業設計資質，嚴格按照有關規范和相關標準及制度對幕墻防火方面的選材、節點、細部構造進行設計。（2）建筑幕墻的設置、層數、長度、面積和防火分區、防火間距及幕墻防火節點的耐火極限要求等應符合《建筑設計防火規范》GB50016-2014。（3）以建筑幕墻為外圍護結構的建筑物基本上是屬于封閉性建筑物，防火設計應遵循預防為主、防消結合的工作方針，采取可靠的防火措施立足自防自救，幕墻防火措施要與建筑主體的消防系統結合考慮。（4）幕墻分格時要力求桿件與柱、梁、墻、樓板位置一致，避免交叉。一般地，幕墻立挺與柱要重合，幕墻橫梁與建筑物樓板或主框梁、防火墻裙要吻合，避免一玻璃跨越兩個防火分區。（5）窗間墻、窗檻墻的填充材料應采用不燃燒材料。當其外墻面采用耐火極限不低于lh的不燃燒體時，其墻內填充材料可采用難燃燒材料。（6）無窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻，應在每層樓板外沿設置耐火極限不低于lh，高度不低于0.8m的不燃燒實體裙墻；或在幕墻內側每層設間距≤2m的自動噴水噴頭；當建筑要求防火分區設置通透隔斷時，可采用防火玻璃。（7）玻璃幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應采用不燃燒材料嚴密填實，樓板和隔墻處形成水平或垂直防火帶。（8）防火層的厚度和寬度應根據防火材料的耐火極限來決定。防火層應采用隔離措施。《玻璃幕墻工程技術規范》（JGJ102-2003）中4.4.11 中明確規定：玻璃幕墻與各層樓板、隔墻外沿間的縫隙，當采用巖棉或礦棉封堵時，其厚度不應小于100mm，并應填充密實；樓層間水平防煙帶的巖棉或礦棉宜采用厚度不小于1.5mm的鍍鋅鋼板承托，嚴禁采用鋁板。防火層的密封材料應采用防火密封膠，防火密封膠應有法定檢機構的防火檢驗報告。（9）幕墻使用的防火、保溫材料應采用不燃燒性或難燃性材料，其品種、材質、耐火等級、鋪設厚度、燃燒性能必須達到規范要求，其表面應有防潮措施。（10）目前，幕墻工程多由施工企業自行設計，其設計文件圖紙必須由原設計單位審核，審核單位不能僅從總體方案、立面效果、平立面分格方面粗審，要真正起到技術工藝及工程質量安全審核把關的作用。

3、各種不同類型建筑幕墻的防火構造設計

3.1 豎向防火分區構造設計要點

1）無窗檻墻的玻璃幕墻應保證不燃體實體墻的高度不低于 800mm，如達不到，不足部分建議考慮上翻一個砼踢腳線，或在梁底加設防火巖棉帶；當玻璃為大面全玻或點支承幕墻時，則采用銫鉀防火玻璃加高。

2）層間防煙封堵采用100mm防火巖棉，1.5mm厚鍍鋅鋼板承托，對可能造成煙霧漫延的縫隙處打防火密封膠；

3）層間面板分格不宜跨越兩個防火分區。

4）采用金屬、石材等非透明幕墻結構的建筑，應設置基層墻體，且基層墻體的耐火極限應符合現行防火規范關于外墻耐火極限的有關規定。設置層間防火封堵，防止出現“煙囪”效應。金屬、石材等非透明幕墻與玻璃幕墻交接處及洞口周圍應設置防火封堵。

3.2 水平防火分區構造設計要點

1）在水平防火分區的實體防火墻兩側設置幕墻時，距離防火墻兩側各1m的部位不應有門窗洞口，若設置洞口，則應采用防火窗；

2）當在水平防火分區設置玻璃幕墻時，玻璃幕墻應采用銫鉀防火玻璃和經防火涂料處理的鋼龍骨外包鋁合金形式。

3）防火分區隔斷與主體結構的后連接宜采用后擴底錨栓或通過耐高溫測試的化學錨栓。主要是因為國內一些產品中化學藥劑含有大量的苯乙烯，該物質遇熱后不穩定。

4、改善幕墻防火封堵構造設計的幾點建議

（1）常用的玻璃幕墻層間防火封堵建議采用上下兩層防火封堵構造。為了提高防火封堵的隔煙性能，防止防火封堵構造因外力或溫度變化的作用而產生裂縫，可在上層防火封堵的表面上噴涂防火密封漆或膠，增加防火封堵構造的抗變位能力。

（2）建議制定標準或規范明確金屬板幕墻、石材幕墻及人造板幕墻應如何設置防火封堵構造。目前存在較大爭議，主要的問題是此類幕墻是否需要在每一樓層間均設置防火封堵構造，如不每層設置封堵，應為幾層為合理。

（3）雙層幕墻的防火封堵構造設計難度較大，認可度較低，在具體執行中存在較多的爭議。建議盡快地建立相應的防火性能測試方法，對防火設計進行可靠的試驗驗證和正確評估，為設計規范提供技術依據和保障。

結語：

火災教育了我們，使我們在幕墻設計中更加重視防火問題。要合理選用防火的材料，按規范要求作好各部位的防火構造設計，盡力避免出現薄弱環節和安全漏洞，提高幕墻抵抗火災的能力，并在萬一發生火災時也能盡量減少人員傷亡和財產損失。

參考文獻：

[1]《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003.

[2]《建筑設計防火規范》GB50016-2014.

[3]《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133-2001.

[4]《建筑防火技術應用技術規程》CECS154-2003.

[5]《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》公通字[2009]46號.